2008年（8065）
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2008-09-15 12:21:40
一半的现今通用的数据中心到2008年将没有足够的能量和制冷能力来运行他们的存储设备。而且到明年，在世界范围内70%的数据中心中，能量消耗将成为第二大运营成本。
在美国和欧洲，存储增长被严格限制甚至禁止，原因是能量产生能力不足——简单的说就是不论以任何代价都没有足够的电力供应。存储管理员试着通过提出绿色存储策略来减轻日益增长的能量消耗和可用性的问题，绿色存储策略是技术与策略的广泛混合，以减少数据中心乃至整个企业的能量消耗。
本文解释了绿色存储的概念，检查调度实现问题，着眼于一个用户的努力，考虑绿色存储实践的前景。
针对增加的能量消耗和有限的能源供应，大多数企业都采取了一系列保持措施。这些措施通常会减少工作量，从而通过减少能量消耗来节省成本。保持——使用同样多的能量完成更多的工作——也可能提高效率。这些措施结合在一起被称为“绿化”。
绿色存储是技术、实践和策略的一种结合，旨在提供低耗高效的能量使用。能量越来越贵，许多组织不能负担更多的能量。这种公司潜在的缺乏增长的能力导致了重大风险，而在很大程度上绿色存储则被视为减少这一风险的一种方法。“不能针对有限能量作出应对的代价就是失去你运营的能力，” GlassHouse Technologies Inc.的高级数据中心顾问Rick Hayes说。Hayes引用了Gartner的一份报告，该报告指出美国超过70%的数据中心到2011年将会经历由于房屋面积，能源中断或者成本而导致的瓦解。
绿色存储也包括更多传统的生态考虑例如减少危险物质，需要更多的回收存储系统和成分，更具能量功效的数据中心设计。这可能包括将环保电池用于存储缓冲区或者完全淘汰利于基于电容器的能量存储设备的电池。一些存储厂商可能甚至收回老的设备用于回收。“有一些关于设备回收的规章在那，” 企业策略集团的分析家Mark Peters说，“在欧洲它们更占优势，现在它们在这刚刚起步。”一个例子就是危险物品限制(RoHS)指示，这是所有在欧洲出售的美国设备必须遵从的规章。
环境保护者的无私的信息并不总是和商业预算执行情况的现实相互关联。当厂商说你能拯救地球，存储管理者真正的意思可能是在不增加组织内能量消耗的情况下扩大20%的存储量。“绿色 ‘一切’不是一个策略，”Hayes说。“谁会在没有一个重大商业利益驱动的情况下丢掉并替换存储呢？”
此外，因为绿色存储不是一个单独的产品或系统，所以没有一个单独的解决方案来降低能量需求或者增加能量效率。因此，通过购买新磁盘硬盘，更智能的控制器和高级存储系统，从而系统的采用绿色存储。换句话说，存储环境的“绿化”要通过科技更新，花费几个月甚至几年的时间才会发生。
硬盘变得越来越大也更节能，例如，一个绿色策略可能包括用750GB或者更大的硬盘来更换一系列现有的250GB的硬盘。容量显著的变大，但是硬盘的实际数目仍然一样，使得能量需求基本也没有变化。
硬盘设计也转向减少能量需求。一些硬盘支持可变的旋转速度，允许硬盘在没有被访问的时候慢下来。混合硬盘本身里面就包括巨大的内存。这减少了规则的访问次数，允许轴更频繁的减慢旋转速度，节能能量。也重新开始关注“不耗能”的介质，如磁带和光学/全息存储技术，将它们用于长期离线存储。
磁盘系统和阵列也在进化。驱动控制器用更少的能量，系统能将低能量的特征运用到更多硬盘上。例如MAID，大多数磁盘在任意给定的时间处于断电状态。不推荐将MAID技术运用到在线存储，而对于近线存储系统和档案存储系统而言它则是一个好的策略。但是，专家仍然质疑MAID系统中硬盘的整体能量节省和长期可靠性。
服务器虚拟化允许数据中心管理员在更少的物理服务器上安装更多的虚拟机，增加服务器资源利用，提高能量效率。
也有一些技巧来减少需要存储的数据量。重复数据删除能够以达到50：1的比率来大量减少数据存储需求。虽然重复数据删除主要出现在归档和虚拟磁带库（VTL）系统中，不过它也越来越多地运用于主要存储系统中。它经常与分层存储相结合，这样昂贵的、高性能（耗能大）的在线存储就可以尽量转移为速度稍慢、高容量的近线存储。
如果恰当地进行评估和实施，绿色存储设备应该对事先设定的服务水平没有影响。“如果它们影响你的服务，那么在你的基本体系结构和技术选择方面你就犯了错误，”Hayes说。大硬盘是存储争夺的一个可能点，因为越大的硬盘并没有收到相应于I/O速度的推进。很明显，当在一个给定的硬盘上存储更多的数据，将可能有更多的用户同时试图访问数据，可能导致争夺从而降低性能。
随着时间推移，绿色存储能力通常被归并到数据中心，因此将能量节省和能量功效能力作为任何产品评价的一个常规部分是很重要的。
“那些不能够证明某种正在进行的策略能够制造绿色设备的厂商将从选择列表上跌落，”Hayes说。几乎在任何情况下，新的磁盘，控制器和阵列所包含的能量相关的特征将不会显著增加产品的成本。它只是科技更新周期的一部分。
要达到管理支持可能很容易也可能很难，取决于购买新的产品的提出方式，如果你的公司已经主动要求在数据中心主动进行能量保持，管理大宗买进应该是一个快速且很容易的建议，特别当被作为正规科技更新的一部分实现时。但是，当出于紧急情况的动机购买且因而发生的变化证明对商业而言是崩溃性的，那么管理大宗买进可能会更有问题的。
“如果你不知道你要存储什么，存在哪，你将要如何处理它，那么你以一种更巧妙的方式来做它的可能性是非常有限的，”Peters说。没有一个单独的工具用来绿色存储。在许多情况下，有众多的存储资源管理（SRM），等级存储管理（HSM）或者其它的分析存储工具已经在组织内运行了，从而帮助用户理解存储资源的构成与性能。
当决定绿色存储行动的投资回报（ROI）时，专家建议和对商业影响较大的标准相比，例如能量消耗或者每千瓦的IOPS，甚至每IOP的收入。目的并不是为了能量而折衷组织者的收入。例如，减少能量消耗可能节省能量消耗成本，但是如果完成的整个工作量也减少，由于失去工作量（更少的IOPS）而导致的收入的任何减少可能实际上比节省的能量成本花费更多。这就是为什么能量功效的概念实际上强调简单能量成本节省的概念。
对于第三方存储供应商的绿色存储的重要性，专家仍然在争论中。如果你不是特别关心你的存储提供商的努力，那可能是一个不成问题的问题。但是能量功效和其他环境考虑正日益出现在方案征集书（RFP）和企业到企业（B2B）销售中，引起了对绿色存储的需求从而来畅通供应链。“当你外部采购的时候，你考虑服务水平和成本，”Peters说。“除此以外，如果对你而言很重要的话它就很重要，如果对你而言不重要则不重要。”
在马萨诸塞波士顿的贝思以色列女执事医学中心是一个将超过200TB的数据均匀的分成三个完全不同的层的EMC公司，将有光纤通道的EMC Symmetrix DMX硬盘用于高性能等级1病人数据存储，有SATA的EMC Clarion硬盘用于近线管理数据存储，EMC Centera用于深度档案存储。
哈佛医学院和贝思以色列的主要信息长官所说，真正的能量挑战是坚持能量利用（成本）而维持存储性能，仍然满足高性能计算的要求和每年存储能力增长25%。“我能在几年之内都将能量控制在200KW以下，以此来避免在数据中心运营消耗的巨大突破么？”Halamka问，“如果那样，我将有1，500，000美元的投资，用于UPS，新能量开发等等。”
对于医院和许多其它组织，对于绿色存储没有唯一的解决方案。能量保持在不同的级别上有不同的方案。服务器虚拟化有用，组成了数据中心的大多数服务器硬件。环境管理也很重要，用更有效的制冷系统，决定使用稍微高一点的温度来省电。Halamka也采用更具能量功效的设备，最近用平板LCDs代替7500CRT显示器，将显示能量消耗减少了10%。
在存储方面，最开始只是强调用更大的磁盘（例如750GB硬盘而不是500GB的），从而将数据存在更少的硬盘上，数据复制以及执行限制非必需或者私人数据存储的策略。这减少了“旋转存储”的总数量，将增长率维持在一个易管理的水平。存档是Halamka当前正在探索的节省的另一级别，将最近90天内没有访问过的数据移到档案存储或者离线存储，例如光学的或者磁带介质。下一个是在一个更低粒子级别上管理硬盘操作，仅仅对当前正在使用的硬盘上电，而减慢那些空闲的硬盘的速度或者停止它们。“有可能我有几种存储种类，例如虚拟磁带库，它们一天中仅仅有几个小时在真正备份数据，一天20个小时停止，没有问题，”他说。
对于Halamka，最终目的不是能量节省或者传统的ROI，而是在于长期的能量/需求管理——避免能量增加而不是享受能量减少的乐趣。到目前为止，绿色行动很成功，没有向现有的服务水平协议妥协。Halamka将密切关注未来出现的具有额外节能能力的技术。
绿色存储的主要推力不是省钱，而是将效率最大化。这意味着存储更多的数据而不用导致更多的能量消耗，因为任何节省将会被存储增长所抵消。实现这个将包括许多超过了存储领域方面的技术。
但是在存储领域的前沿，期望看到更多能量有效的硬盘，例如混合式和完全固态的硬盘，和基于存储层次和访问频率的，能够积极监视和管理能量的存储系统和控制器。也期望看到数据减少技术，例如复制和压缩，变成操作系统的标准特征。存储系统也应该移动到层外变得更具应用性以致于数据能够更有效的被存储。
“如果我们知道我们要存储什么，我们有在一个单独存储服务器上将正确的数据放到适当的位置的管理能力，那就是效率能够真正向前飞跃的时候了.”
